Pada Disember tahun lepas, Denso mengumumkan bahawa, sebagai sebahagian daripada usahanya untuk merealisasikan masyarakat rendah karbon, modul kuasa rangsangan model terbarunya yang dilengkapi dengan semikonduktor kuasa silikon karbida (SiC) berkualiti tinggi telah memulakan pengeluaran besar-besaran dan sedang digunakan di On model Toyota Mirai baharu yang dilancarkan pada 9 Disember 2020.

Dalam pembentangan itu, DENSO menyatakan bahawa syarikat itu membangunkan teknologi REVOSIC bertujuan untuk menggunakan semikonduktor kuasa SiC (diod dan transistor) kepada aplikasi automotif. Mereka menunjukkan bahawa silikon karbida adalah bahan semikonduktor dengan prestasi unggul dalam persekitaran suhu tinggi, frekuensi tinggi dan tekanan tinggi berbanding silikon konvensional (Si). Oleh itu, penggunaan SiC dalam peranti kritikal untuk mengurangkan kehilangan kuasa, saiz dan berat sistem dengan ketara dan mempercepatkan elektrifikasi telah menarik perhatian yang besar.

 

Pada 2014, DENSO memperkenalkan transistor SiC untuk aplikasi bukan automotif dan mengkomersialkannya untuk produk audio. DENSO meneruskan penyelidikannya ke dalam aplikasi dalam kenderaan, dan pada 2018 Toyota menggunakan diod SiC dalam kenderaan dalam bas sel bahan api Soranya.

 

Kini, DENSO telah membangunkan transistor SiC automotif baharu, menandakan kali pertama DENSO menggunakan SiC untuk diod dan transistor automotif. Transistor SiC yang baru dibangunkan memberikan kebolehpercayaan yang tinggi dan prestasi tinggi dalam persekitaran automotif, yang memberikan cabaran untuk semikonduktor, terima kasih kepada struktur unik dan teknologi pemprosesan DENSO, yang menggunakan MOSFET gerbang parit. Modul kuasa rangsangan baharu yang dilengkapi dengan semikonduktor kuasa SiC (diod, transistor) adalah kira-kira 30% lebih kecil dalam volum dan kira-kira 70% lebih kecil dalam kehilangan kuasa daripada produk konvensional yang dilengkapi dengan semikonduktor kuasa Si, menyumbang kepada pengecilan. Tingkatkan modul kuasa untuk meningkatkan kecekapan bahan api kenderaan.

 

DENSO berkata bahawa syarikat itu akan terus mengusahakan penyelidikan dan pembangunan teknologi REVOSIC dan mengembangkan aplikasinya kepada kenderaan elektrik, termasuk kenderaan elektrik hibrid dan kenderaan elektrik tulen, untuk membantu membina masyarakat rendah karbon.

 

Baru-baru ini, DENSO menegaskan dalam kenyataan akhbar bahawa semikonduktor kuasa adalah seperti otot badan manusia. Ia menggerakkan komponen seperti penyongsang dan motor (anggota badan) berdasarkan arahan daripada ECU (otak). Semikonduktor kuasa biasa yang digunakan dalam produk automotif diperbuat daripada silikon (Si). Sebaliknya, silikon karbida mempunyai prestasi unggul dalam persekitaran suhu tinggi, frekuensi tinggi dan voltan tinggi, membantu mengurangkan kehilangan kuasa, saiz dan berat dengan ketara. Oleh itu, peranti SiC telah mendapat perhatian untuk pecutan elektrifikasi kenderaan mereka.

 

Denso menegaskan bahawa modul kuasa rangsangan menggunakan semikonduktor kuasa silikon karbida syarikat adalah kira-kira 30% lebih kecil dalam saiz dan 70% kurang kehilangan kuasa daripada produk konvensional menggunakan semikonduktor kuasa silikon. Ini membolehkan produk yang lebih kecil dan kecekapan bahan api kenderaan yang dipertingkatkan.

 

Jurutera Denso juga berkata berbanding silikon, silikon karbida mempunyai rintangan yang rendah, jadi arus mengalir dengan lebih mudah. Disebabkan ciri ini, peranti SiC prototaip telah rosak oleh lonjakan arus tinggi secara tiba-tiba. Untuk tujuan ini, kerjasama pelbagai jabatan Denso membincangkan cara memanfaatkan sepenuhnya prestasi kehilangan rendah SiC sambil menghalang kerosakan pada peranti di pasaran, dan menyelesaikan masalah dengan idea yang tidak dapat dihasilkan oleh jabatan kami secara bersendirian: menggunakan IC pemacu khas untuk memotong arus pada kelajuan tinggi.

 

Paten silikon karbida: Denso menduduki tempat kelima

 

Menurut laporan Nikkei, syarikat Jepun dan Amerika telah memonopoli 5 paten teratas yang berkaitan dengan silikon karbida (SiC), bahan semikonduktor generasi baharu. Menurut statistik Syarikat Hasil Paten Jepun, yang terlibat dalam analisis paten, Cree dari Amerika Syarikat, yang terlibat dalam substrat semikonduktor silikon karbida, menduduki tempat pertama, diikuti oleh syarikat Jepun seperti Roma dan Sumitomo Electric Industries.

Markah dikira mengikut volum dan perhatian, berdasarkan data paten AS yang dikeluarkan pada 29 Julai. Silikon karbida digunakan sebagai pengganti bahan substrat semikonduktor silikon sedia ada, yang menyumbang kepada peningkatan prestasi dan penjimatan tenaga semikonduktor kuasa. Dalam bidang seperti kenderaan elektrik tulen (EV) dan penyongsang untuk sistem penjanaan kuasa fotovoltaik, julat aplikasi silikon karbida sentiasa berkembang. Dalam masyarakat yang tidak berkarbon, permintaan dijangka berkembang.

 

 Analisis Hasil Paten menunjukkan bahawa Cree, yang menduduki tempat pertama, mempunyai kelebihan dalam substrat silikon karbida dan paten penghabluran. No. 2 Roma dan No. 5 Denso mempunyai kelebihan dalam mengurangkan kehilangan kuasa, No. 3 Sumitomo Electric mempunyai struktur kristal yang lebih kuat daripada silikon karbida, dan No. 4 Mitsubishi Electric mempunyai kelebihan dalam struktur peranti semikonduktor.

DENSO mempunyai matlamat yang lebih besar

Pada 2019, Toyota dan Denso bersama-sama mengumumkan usaha sama baharu. Syarikat baharu itu terutamanya membangunkan teknologi semikonduktor automotif generasi akan datang. Mereka memusatkan perhatian pada galium oksida dan berlian, semikonduktor kuasa yang boleh mencabar SiC (silikon karbida) dan GaN (galium nitrida).

Melalui penyelidikan mendalam tentang struktur asas dan teknologi pemprosesan produk, usaha sama baharu itu akan menumpukan pada pembangunan teknologi maju termaju untuk komponen elektronik seperti modul kuasa untuk kenderaan elektrik atau penderia pemantauan persisian untuk kenderaan autonomi.

Sebagai salah satu daripada beberapa OEM di dunia yang boleh menghasilkan IGBT, Toyota mempunyai kerjasama yang mendalam dengan Fuji Electric, Mitsubishi Electric dan Denso. Denso, yang mengambil bahagian dalam Infineon, bekerjasama dengan FLOSFIA, sebuah syarikat permulaan teknologi yang diasaskan oleh Universiti Kyoto, untuk mengukuhkan pembangunan dan aplikasi produk semikonduktor automotif. Mereka semua melabur dan membangunkan peranti semikonduktor kuasa generasi baharu untuk mengurangkan dan mengurangkan kos dan saiz modul kuasa untuk kenderaan elektrik.

Penafian: Artikel ini diterbitkan semula daripada "Wide Bandgap Semiconductor Technology Innovation Alliance". Artikel ini hanya mewakili pandangan peribadi pengarang, dan tidak mewakili pandangan Sac Micro dan industri. Ia hanya untuk mencetak semula dan berkongsi, dan menyokong perlindungan hak harta intelek. Sila nyatakan apabila mencetak semula. Sumber asal dan pengarang, jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadamkannya.